Permittivität vs. Permeabilität: Unterschied und Vergleich

Key Take Away

1. Die Permittivität (ε) misst, wie ein Material auf ein elektrisches Feld reagiert, während die Permeabilität (μ) misst, wie ein Material auf ein magnetisches Feld reagiert.
2. Die Permittivität bestimmt, wie ein Material elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert, während die Permeabilität beschreibt, wie ein Material die Bildung eines magnetischen Feldes in ihm unterstützt.
3. Permittivität und Permeabilität beeinflussen die Geschwindigkeit elektromagnetischer Wellen in einem Material. Das Produkt aus Permittivität und Permeabilität im Vakuum ist gleich dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit (c²), und ihre Werte in einem bestimmten Material bestimmen die Geschwindigkeit, Wellenlänge und andere Eigenschaften der Welle in diesem Material.

Was ist Permittivität?

Das Konzept des Elektromagnetismus, das auch durch das Verhältnis der elektrischen Verschiebung zur angelegten elektrischen Feldstärke erklärt wird, ist als Permittivität bekannt. Wenn in einem Material ein elektrischer Strom entsteht, erzeugt er höchstwahrscheinlich eine Widerstandskraft dagegen. Dieser Oppositionsfaktor wird als Permittivität bezeichnet. 

Das Symbol Epsilon wird zur Bezeichnung der Permittivität verwendet. Der Wert der Permittivität in einem Vakuummedium beträgt ungefähr 8.85*10-12. Um eine einzelne Einheit elektrischen Flusses in einem Kanal zu erzeugen, ist eine bestimmte Menge an Ladungen erforderlich, und wir verwenden die Permittivität, um sie zu messen.  

Die für die Permittivität verwendete internationale Standardeinheit (SI) ist Farad pro Meter. Anstelle von absoluten Werten wird die Permittivität in relativen Werten ausgedrückt. In der Materialwissenschaft und Elektromagnetik ist die Permittivität für die Ausbreitung elektrischer Felder von entscheidender Bedeutung. 

Der Wert der Permittivität eines Materials ist direkt proportional zum Maß der elektrischen Polarisation – je kleiner die elektrische Polarisation, desto kleiner ist das Maß der Permittivität des Materials. 

Abhängig von der Umgebung und der Nutzung gibt es drei Arten der Permittivität: absolute Permittivität, relative Permittivität und statische Permittivität. 

Temperatur, Frequenz, angelegte Spannung, Luftfeuchtigkeit und die Stärke des angelegten elektrischen Feldes sind einige Faktoren, die die Permittivität beeinflussen. 

Was ist Permeabilität?

Im Elektromagnetismus wird die Fähigkeit eines bestimmten Materials, die Bildung magnetischer Linien, magnetischer Kräfte oder magnetischer Felder in sich selbst zu ermöglichen, als Permeabilität dieses Materials bezeichnet. Ein Material ermöglicht die Einbeziehung magnetischer Linien bzw. des Magnetfeldes. Es leitet die Magnetfelder und hört auf, wenn es seine maximale Permeabilität erreicht. 

Das griechische Alphabet mu wird verwendet, um die Durchlässigkeit eines Materials darzustellen. Um die Magnetisierungseigenschaft eines Materials zu bestimmen, ist es wichtig, die magnetische Permeabilität eines Materials zu kennen. Abhängig davon gilt der Stoff als paramagnetisch, wenn seine magnetische Permeabilität hoch ist. 

Die internationale Standardeinheit (SI) für die Durchlässigkeit ist Henry pro Meter. Es gibt vier Subtypen der Permeabilität, nämlich effektive Permeabilität, magnetische Permeabilität, absolute Permeabilität und relative Permeabilität. 

Der Begriff der absoluten Durchlässigkeit umfasst die Durchlässigkeit im freien Raum. Es handelt sich um einen konstanten Wert. Das Verhältnis zwischen absoluter Durchlässigkeit und absoluter Luftdurchlässigkeit wird als relative Durchlässigkeit bezeichnet. 

In verschiedenen Bereichen unterscheidet sich die Definition der Permeabilität je nach Substanz. In der Geologie wird beispielsweise die Fähigkeit von Gesteinen, einer Flüssigkeit das Eindringen und Durchdringen zu ermöglichen, als Gesteinspermeabilität bezeichnet. 

Unterschied zwischen Permittivität und Permeabilität

1. Bei der Permittivität wird der spezifische Widerstand einer Substanz gemessen; Andererseits wird bei der Permeabilität das maximale Ausmaß gemessen, in dem ein Material die Bildung einer magnetischen Kraft zulassen kann.
2. Das Verhältnis der elektrischen Verschiebung zur elektrischen Felddichte unterscheidet sich in der Permittivität und Permeabilität. 
3. Die Permittivität wird durch die Polarisation verursacht; Andererseits wird Permeabilität durch Magnetismus verursacht.
4. Permittivität entwickelt ein elektrisches Feld; Allerdings erweitert die Permeabilität ein Magnetfeld. 
5. Zu den Geräten, die eine hohe Permittivität entwickeln, gehören Kondensatoren; Umgekehrt gehören zu den Maschinen, die eine hohe Permeabilität erzeugen, Induktoren und Transformatoren. 

Vergleich zwischen Permittivität und Permeabilität

Vergleichsparameter	Permittivität	Durchlässigkeit
Inventor	Oliver Heaviside	William Thomson
Vertreten durch	Epsilon	Mu
Kernprinzip	Polarisation	Magnetisierung
SI-Einheit	Henry pro Meter	Farad pro Meter
Anwendungen	Kondensatordesign	Ölexploration, Entwurf des Transformatorkerns, Erdölgeologie usw.

Literaturhinweise

1. https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.64.056625
2. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1992STIN…9312084B/abstract